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Se utilizó material cerebral archivado fijado por la PFA infectado por RABV. Los respectivos estudios experimentales en animales fueron evaluados por el comité responsable de cuidado, uso y ética de los animales de la Oficina Estatal de Agricultura, Seguridad Alimentaria y Pesca en Mecklemburgo-Pomerania Occidental (LALFF M-V) y obtuvieron la aprobación con permisos 7221.3-2.1-002/11 (ratones) y 7221.3-1-068/16 (ferrets). Los cuidados generales y los métodos utilizados en los experimentos con animales se llevaron a cabo de acuerdo con las directrices aprobadas.
ADVERTENCIA: Este protocolo utiliza diversas sustancias tóxicas y/o nocivas, incluyendo PFA, metanol (MeOH), peróxido de hidrógeno (H2O2),azida sódica (NaN3),TBA, BA, BB y DPE. MeOH y TBA son altamente inflamables. Evite la exposición usando el equipo de protección personal adecuado (un abrigo de laboratorio, guantes y protección para los ojos) y realizando experimentos en una campana de humo. Recoger los residuos por separado en los contenedores apropiados y desecharlos de acuerdo con la normativa local. El virus de la rabia se clasifica como un patógeno de nivel de bioseguridad (BSL)-2 y, por lo tanto, generalmente puede ser manejado bajo condiciones BSL-2. Algunas actividades, incluidos los procedimientos que pueden generar aerosoles, trabajar con altas concentraciones de virus o trabajar con nuevos lissavirus, pueden requerir la clasificación BSL-3. Se recomienda la profilaxis previa a la exposición para el personal de alto riesgo, incluidos los cuidadores de animales y los trabajadores de laboratorio18,19. Consulte las regulaciones de las autoridades locales.
1. Fijación del tejido cerebral y seccionamiento
- Fijar muestras cerebrales en un volumen apropiado de 4% PFA en solución salina tamponada de fosfato (PBS [pH 7.4]) durante al menos 48 h a 4 oC (con una relación de tejido-fijador aproximada de 1:10 [v/v]).
- Lavar las muestras de tejido 3 veces en PBS durante al menos 30 minutos cada lavado y almacenarlas en 0.02% NaN3/PBS a 4 oC hasta su uso.
- Seccionar el tejido en secciones de 1 mm de espesor utilizando un vibratomo (velocidad de avance de la hoja: 0,3–0,5 mm/s, amplitud: 1 mm, espesor de la rebanada: 1.000 m).
- Para conservar la secuencia de rebanadas correcta, guarde cada sección de tejido por separado en un pozo de una placa de cultivo de células multipocillos. Añadir 0.02% NaN3/PBS y almacenar las secciones de tejido a 4 oC hasta su uso.
2. Pretratamiento de muestras con metanol
NOTA: Realice todos los pasos de incubación con una oscilación suave y, si no se indica lo contrario, a temperatura ambiente. Proteja las muestras de la luz. El pretratamiento de la muestra sirve para mejorar la difusión de anticuerpos y reducir la autofluorescencia tisular mediante la exposición a MeOH y H2O2, respectivamente14.
- Prepare soluciones MeOH al 20% (v/v), al 40%, al 60% y al 80% en agua destilada. Por ejemplo, para el 20% de MeOH, añadir 10 ml de 100% MeOH a 40 ml de agua destilada en un recipiente sellado relable adecuado y mezclar invirtiéndolo.
- Transfiera las muestras a recipientes de tamaño razonable (por ejemplo, tubos de reacción de 5 ml). Tenga cuidado de utilizar materiales químicamente resistentes a los reactivos utilizados en este protocolo. Por ejemplo, tenga en cuenta que, si bien el polipropileno es adecuado, el poliestireno no lo es.
NOTA: Las especificaciones de volumen de este protocolo se refieren a tubos de reacción de 5 ml. Si se utiliza un recipiente diferente, ajuste los volúmenes en consecuencia.
- Incubar las muestras en 4 ml de cada concentración de la serie preparada de soluciones MeOH en orden ascendente durante 1 h cada una.
- Incubar las muestras 2x durante 1 h cada una en puro (100%) Meoh.
- Enfríe las muestras a 4 oC (p. ej., en un refrigerador seguro para laboratorio).
- Preparar la solución de blanqueo (5% H2O2 en MeOH) diluyendo, por ejemplo, una solución de material de 30% H2O2 a 1:6 en puro (100%) MeOH, y enfriarlo a 4 oC.
- Retire el 100% MeOH de las muestras refrigeradas y agregue 4 ml de solución de blanqueo pretalado (5% H2O2 en MeOH). Incubar durante la noche a 4oC.
- Cambiar la solución de blanqueo por 4 ml de 80% MeOH e incubar por 1 h. Continuar utilizando la serie preparada de soluciones MeOH en orden descendente durante 1 h cada una hasta que las muestras hayan sido incubadas durante 1 h en 4 mL de 20% MeOH.
- Lavar las muestras 1x durante 1 h con 4 ml de PBS.
3. Inmunomanchación
NOTA: Realice todos los pasos de incubación con una oscilación suave y, si no se indica lo contrario, a temperatura ambiente. Proteja las muestras de la luz. Para evitar el crecimiento microbiano, añada NaN3 a una concentración final del 0,02% a las soluciones de esta sección. Las muestras de tejido se permeabilizan aún más mediante el tratamiento con detergentes no iónicos Triton X-100 y Tween 20. El suero normal se utiliza para bloquear la unión inespecífica de anticuerpos. Se añaden glicina y heparina para reducir el fondo de inmunoetiquetado14.
- Lavar las muestras 2x durante 1 h cada una en 4 ml de 0,2% De Tritón X-100/PBS.
- Permeabilizar las muestras durante 2 días a 37oC con 4 mL de 0,2% de Tritón X-100/20% DMSO/0.3 M glicina/PBS.
- Bloquear la unión inespecífica de los anticuerpos incubando las muestras durante 2 días a 37 oC en 4 ml de 0,2% de Tritón X-100/10% DMSO/6% suero normal/PBS.
NOTA: Utilice suero normal de la misma especie en la que se elevó el anticuerpo secundario para lograr resultados de bloqueo ideales.
- Incubar las muestras en 2 ml de solución primaria de anticuerpos (3% de suero normal/5% DMSO/PTwH [PBS-Tween 20 con heparina] + anticuerpos/anticuerpos primarios) durante 5 días a 37 oC. Actualice la solución de anticuerpos primarios después de 2,5 días.
- Para PTwH, reconstituir la sal sódica de heparina en agua destilada para hacer una solución de material de 10 mg/ml (almacenar esta solución, alícotada, a 4oC). Añadir la solución de stock a 0.2% Tween 20/PBS a una concentración final de 10 g/ml.
NOTA: La elección de la dilución correcta de anticuerpos puede requerir optimización. Generalmente, las concentraciones estándar de inmunohistoquímica son un buen punto de partida.
- Lavar las muestras durante 1 día en 4 ml de PTwH, intercambiando el tampón de lavado al menos 4veces-5 veces durante el transcurso del día y dejando el lavado final durante la noche.
- Incubar las muestras en 2 ml de solución secundaria de anticuerpos (3% suero/PTwH normal + anticuerpos/anticuerpos secundarios) durante 5 días a 37 oC. Actualice la solución de anticuerpos secundarios después de 2,5 días.
- Diluir el anticuerpo/anticuerpo secundario a 1:500 en solución secundaria de anticuerpos (es decir, 4 l en 2 ml).
- Lave las muestras durante 1 día como se describe en el paso 3.5, dejando el lavado final durante la noche.
4. Tinción nuclear
NOTA: Realice todos los pasos de incubación con una oscilación suave y, si no se indica lo contrario, a temperatura ambiente. Proteja las muestras de la luz. Si no se requiere ninguna tinción nuclear o se requiere la longitud de onda de excitación/espectro de emisión de TO-PRO-3 para la excitación o detección de otro fluoróforo, omita este paso.
- Diluir la mancha de ácido nucleico TO-PRO-3 a 1:1.000 en PTwH e incubar las muestras en 4 ml de solución de tinción nuclear durante 5 h.
- Lave las muestras durante 1 día como se describe en el paso 3.5, dejando el lavado final durante la noche.
NOTA: Después de los lavados, las muestras se pueden almacenar en PBS a 4 oC hasta la limpieza óptica.
5. Limpieza de tejidos
NOTA: Realice todos los pasos de incubación con una oscilación suave y, si no se indica lo contrario, a temperatura ambiente. Proteja las muestras de la luz. Las muestras de tejido se deshidratan en una serie calificada de soluciones TBA. Como la inmunomancha requiere soluciones acuosas, todos los procedimientos de tinción deben terminarse antes de la limpieza del tejido. El aclaramiento óptico y la coincidencia del índice de refracción se logran mediante el tratamiento con una mezcla de BA, BB y DPE. La solución de limpieza se complementa con DL-o-tocoferol como antioxidante13.
- Preparar soluciones TBA al 30% (v/v), 50%, 70%, 80%, 90% y 96% en agua destilada. Por ejemplo, para 30% TBA, añadir 15 ml de 100% TBA a 35 ml de agua destilada en un recipiente sellado relable adecuado y mezclar invirtiendo.
NOTA: TBA tiene un punto de fusión de 25–26 oC; por lo tanto, tiende a ser sólido a temperatura ambiente. Para preparar las soluciones de TBA, caliente la botella bien sellada a 37 oC en una incubadora o baño de agua.
- Deshidratar las muestras con 4 ml de cada concentración de la serie preparada de soluciones TBA en orden ascendente para 2 h cada una. Deje el 96% de TBA encendido durante la noche.
- Deshidratar las muestras aún más en puro (100%) TBA durante 2 h.
- Preparar la solución de compensación BABB-D15.
NOTA: BABB-D15 es una combinación de BA y BB (BABB) que se mezcla con DPE en una relación de x:1, donde x se especifica en el nombre de la solución, en este caso 15.
- Para BABB, mezcle BA de una parte con dos partes BB.
- Mezclar BABB y DPE en una proporción de 15:1.
- Añadir 0,4 vol% DL-a-tocoferol (vitamina E).
NOTA: Por ejemplo, para 20 mL de BABB-D15, mezclar 6,25 mL de BA con 12,5 mL de BB. Añadir 1,25 ml de DPE y complementarlo con 0,08 ml de DL-o-tocoferol.
- Limpie las muestras en la solución de limpieza hasta que sean ópticamente transparentes (2-6 h).
- Las muestras se pueden almacenar a 4oC en BABB-D15, protegidas de la luz, hasta el montaje y la toma de imágenes.
6. Montaje de muestras
- Utilizando una impresora 3D, imprima la cámara de imágenes y la tapa (material: copoliéster [CPE], boquilla: 0,25 mm, altura de la capa: 0,06 mm, espesor de la pared: 0,88 mm, recuento de paredes: 4, relleno: 100%, sin estructura de soporte; el correspondiente . STL se puede encontrar en los Materiales Suplementarios de este protocolo).
- Montar la cámara de imágenes (Figura2).
- Monte un soporte redondo (diámetro: 30 mm) en la cámara de imágenes con goma de silicona RTV-1 (de un componente de temperatura ambiente-vulcanizadora). Retire el exceso de caucho de silicona con un hisopo de algodón humedecido en agua y cure durante la noche.
- Montar un cubreobjetos redondo (diámetro: 22 mm) en la tapa con goma de silicona RTV-1. Retire el exceso de caucho de silicona con un hisopo de algodón humedecido en agua y cure durante la noche.
- Coloque la muestra en una cámara de imágenes, agregue un pequeño volumen de BABB-D15 e inserte la tapa. Llene la cámara con BABB-D15 a través de la entrada, utilizando una aguja hipodérmica (27 G x 3/4 pulgadas [0,40 mm x 20 mm]).
- Enchufe la entrada y selle la cámara de imágenes con goma de silicona RTV-1. Curar durante la noche en la oscuridad.
7. Procesamiento de imágenes y imágenes
- Configure la adquisición de la imagen seleccionando las líneas láser respectivas para que coincidan con los fluoróforos utilizados. Ajuste los rangos de detección de cada detector para evitar la superposición de señal entre canales.
NOTA: Los rangos de detección ejemplares para Alexa Fluor 488, Alexa Fluor 568 y TO-PRO-3 son de 500 a 550 nm, 590–620 nm y 645–700 nm, respectivamente.
- Elija los parámetros de adquisición, defina el borde superior e inferior de la pila z y adquiera la pila de imágenes.
NOTA: Los parámetros de adquisición ejemplares son un escaneo secuencial con un tamaño de píxel de 60-90 nm, un tamaño de paso z de 0,5 m, un promedio de línea de 1, una velocidad de escaneo de 400 Hz y un tamaño de agujero de 1 unidad Airy.
- Procesar la pila de imágenes utilizando el software de análisis de imágenes adecuado (por ejemplo, Fiji) para generar proyecciones 3D o realizar análisis en profundidad.
NOTA: Debido al gran tamaño de los archivos de imagen adquiridos, normalmente es necesario el uso de una estación de trabajo.
- Abra los archivos de adquisición o de imagen en Fiji (Archivo ? Abiertos ? Seleccione archivos).
- Si utiliza, por ejemplo, . LIF, seleccione o anule la selección de las opciones deseadas en la ventana de diálogo Formatos biológicos. Ver pila con Hyperstack. Aparte de eso, no se necesarian selecciones o ticks específicos. Pulse OK.
- Si el archivo contiene varias pilas de imágenes, seleccione las que desea analizar y confirme pulsando OK.
- Realice la corrección de lejía dividiendo la imagen fusionada en canales individuales (Imagen ? Color ( Color ) Herramienta Canalesy, a continuación, seleccione Más . Dividir canales). Para cada canal, seleccione corrección de lejía (Imagen ? Ajustar ? Corrección de lejía) y elegir Simple Ratio (intensidad de fondo: 0.0).
NOTA: En algunos casos, por ejemplo, cuando no hay decaimiento lineal de la señal o la señal es demasiado débil en general, Simple Ratio puede fallar. Alternativamente, pruebe Ajuste exponencial u omita la corrección de lejía.
- Ajuste el brillo y el contraste de cada canal con los controles deslizantes (Imagen ? Ajustar ? Brillo ? Contraste).
- Combinar los canales (Imagen ? Color ( Color ) Fusionar canales), hacer un compuesto (Imagen ? Color ( Color ) Herramienta Canalesy, a continuación, seleccione Más . Crear compuesto) y convertirlo a formato RGB (Imagen ? Color ( Color ) Herramienta Canalesy, a continuación, seleccione Más . Convertir a RGB).
- Si es necesario, cambie el tamaño de la pila de imágenes para reducir el tiempo de cálculo y el tamaño del archivo (Imagen ? Ajustar ? Tamaño, ambas opciones marcadas más interpolación bilineal).
- Generar una proyección 3D (Imagen ? Pilas ? Proyecto 3D). Elija Punto más brillante como método de proyección y establezca el espaciado de sector para que coincida con el tamaño del paso z de la pila de imágenes adquirida. Para obtener la máxima calidad, establezca el incremento del ángulo de rotación en 1 y habilite la interpolación. Modifique la rotación total, los umbrales de transparencia y la opacidad según sea necesario.
- Si es necesario, reajuste el contraste y el brillo convirtiendo la proyección 3D a formato de 8 bits (Imagen ? Tipo de la clase de texto (Type 8 bits). Utilice los controles deslizantes correspondientes (Imagen ? Ajustar ? Brillo ? Contraste) y reconvertir la pila de imágenes al formato RGB como se describe en el paso 7.3.4.
- Guarde la proyección 3D como . TIF (formato de archivo de imagen) y . AVI (formato de archivo de vídeo).